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LPS331を使った気圧/高度計の製作、試作その1

 先月アナログ表示の気圧を作りましたが、実はこの時本当は気圧高度計を作ってみたかったです。

 秒針1回転で10m、長針が10分相当進むと100m、という感じの高度計を作りたかったのです。でもセンサーのMPL115A2の測定バラツキが大きくて安定した動作は無理っぽい。ということで方針変更して長針のみを使った気圧計で妥協してしまいました。まあ、これはこれでダイナミックな動作を諦めた結果、電池で長時間動く物が出来たので結果としては悪くはありません。

 それで、もっと良いセンサーは無いかと調べたら、LPS331というのが秋月に出ていて値段はちょっとだけ高くなりますが、分解能は高そうです。これ、MPL1152を買ったときには売られてなかったはずです。

 ということで、センサーを入手して動かしてみました。

▼LPS331AP(秋月のDIP化基板付き)
気圧センサ、LPS331AP

▼回路図(クリックで別窓にもう少し拡大)
LPS331回路図
 例によって右側はArduino UNOで、センサー周りの配線は左のちょこっとした部分。I2Cインターフェイスです。回路図には書いてませんが液晶シールドを併用しました。

 このセンサーは3.3Vで動くのでArduino UNOの5Vとは双方向のレベル変換が必要。その役目をQ1,Q2のFETでやっています。この方法はエアーバリアブルさんの記事で教えて頂きました。なお、この部分を実際に作られる方は、注意事項があるのでエアーバリアブルさんの記事をよく読んで下さい。

▼ブレッドボードで試作
LPS331AP気圧センサ、ブレッドボード
 気圧センサーは光も感じるので黒い強力両面テープで遮光しています。白く見えるのは両面テープの裏紙です。

▼液晶表示
LCD表示
 最終的にはI2Cで動く秋月の8×2行の液晶を使う予定ですが、表示が無いと動作確認が不便なのでとりあえず液晶シールドで代用してます。

 動かしてみるとバラツキが少なくていい感じ。

 このまま車に乗せてそこらを走ってみたら、数メートルの標高の違いもはっきりと判ります。ただ走行中に小さな液晶に表示される値を読むのは無理。やはりアナログ時計を改造した高度計を作った方が良さそうです。

 ということでもう少し具体的に開発を進めていきたいと思います。

 動作確認に使ったスケッチはこちら20140211版

 いつもは出来るだけ整数型を使うのですが、今回は浮動小数点型の変数を思いっきり使っています。ごちゃごちゃ考えないでいいのでこれはこれでアリかもです。 

 アナログメーターに表示させることを意識して、アベレージングした後でさらに移動平均処理をやっています。液晶画面に表示させるだけならこの部分は削除しても大丈夫です。気圧、気温、高度の値はhPa、temp、altという変数に浮動小数点形式で入っています。
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tag : 気圧センサー 電子工作

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ご無沙汰しております。

ご無沙汰しております。以前電流積算計でお世話になった、かずべいでございます。
いつもラジオペンチさんの記事を楽しく拝見しております。
今回はこの気圧高度計を作ってみようと思って、ブレッドで仮組みして、動作させてみたところ、気圧と温度はかなり正確に出ているようなのですが、標高だけが実際の高度より50mぐらい高く表示されてしまいます。(私の所の標高はマピオンとかで調べると、45mだそうですが110mぐらいが表示されます)
標高計算のプログラムは場所が分かったのですが、何を計算しているのかがさっぱり分かりませんで、単純に下記のように修正してみましたが、朝計ると25m、昼計ると35m、夕方計ると40mぐらいと全く定まりません。
何か間違えているのでしょうか?
alt=153.8*(temp+273.2)*(1.0-pow(hPa/1013.25, 0.1902));
alt=alt-56.5;
お暇がありましたら、ご教授願えませんでしょうか。

re:ご無沙汰しております。

かずべいさん、今晩は。

そちらのブログ拝見してます。標高だけバラツキが大きいようなことが書かれていたのでどうしてだろう?と思ってました。

で私が思うに、これは気圧の変化のせいではないでしょうか。お天気の具合で気圧は一日で10hPaくらい変わることもあり、これは標高に換算すると80mくらいの差になります。

いや、そんなことでは説明出来ないくらいの違いが出ているなら。プログラムに何か問題があるやも知れません。

re:re:ご無沙汰しております。

早速お返事ありがとうございました。
やっぱり気圧から高度を計算していたんですね。
私の技量ではあの計算式を解読するのは不可能ですから、このまま使って見ようと思います。
プリント基板の原案も出来上がってきたので、また単体動作できるようにしてみたいと思います。
どうもありがとうございました。

re:re:ご無沙汰しております。

かずべいさん、おはようございます。

別の方から同じようなコメントをこの記事にもいただいていますが、
http://radiopench.blog96.fc2.com/blog-entry-471.html

気圧高度計なのでお天気の具合で表示の値が変わってしまうのは、原理的に避けられないです。

GPS高度計なら気圧の影響はありませんが、分解能が悪い気がします。(やったことないので判んないです)
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